[发明专利]用于混凝土混合物的外加剂

说明书

本发明涉及一种用于混凝土快速凝结和硬化的方法。该方法可用于制造结构隧道或地下洞穴的挖掘面衬砌用混凝土，用于制造易剥离混凝土，或者用于制造通过浮压（floating  press-on）、气动或浇筑等方法施工后立即使用的混凝土。

在隧道和地下洞穴工程中，一般都采用喷浆法施工混凝土，衬砌挖掘面。在该方法中加入了水泥速凝剂。

这些喷浆方法大致分为干混喷射法和湿混喷射法。

干混喷射法包括，将干混（无水）混凝土送入传送管，通过气动传送该干混合料，在管子的出口附近加水，然后将湿混凝土从管口喷到需要的表面上。

湿混喷射法包括，将新制成的湿混凝土送入传送管，气动传送该混凝土，并将混凝土从管口喷到需要的表面上。

在干混喷射法和湿混喷射法中，传送作用也可以部分由泵来完成，其余部分用气动，继之以从管口喷射。

在这类方法中，对于干混法，水泥速凝剂的添加在干混混凝土时完成或者在管口附近完成;而湿混法，水泥速凝剂的添加只能在管口附近完成。

在这些喷浆方法中，由于用压缩空气强有力地将混凝土喷射到挖掘面上去，产生了大量粉尘，从而给工作环境带来不利影响。另外，由于混凝土弹回还造成材料的损失。

为了解决喷浆法的这些问题，人们研究了许多方法，如已知的浮法（floating）、压制法（press-on）、气动法和浇筑法。

这些方法包括，在低压下将新制成的混凝土浇筑在地下的地平面与活动模之间，使混凝土硬化，移动活动模，通过重复这种操作从而形成主要衬砌。这些施工方法中所用的混凝土需要具有流动性，还要具有速凝特性。

为了将新制成的混凝土浇筑在地壳（即洞穴或隧道壁）与活动模之间，该混凝土在浇入模具时必需保持高度的流动性，以便完全填满各个角落，另一方面，在浇筑完成之后，需要尽快硬化，以便可将活动模移开，尽快放到下一个位置，在该位置浇筑新鲜混凝土。按这种方式，操作可以有效地进行。

在喷浆法中，如果使用传统的水泥速凝剂，几乎在混凝土被喷到挖掘面上之后立刻凝固、硬化。当制备水泥基砂浆混合物时，把水泥速凝剂加到水泥、砂浆或混凝土中。

已经知道采用一种缓凝剂与一种水泥速凝剂配合使用，可以控制施工中的凝结和硬化时间。

然而，当采用浮法时，由于加入水泥速凝剂，混凝土流动性迅速丧失。为了避免这种情况发生太快，需要选用缓凝剂保持流动性。这样引起了凝结作用和硬化作用延迟，使混凝土在相当长的时间里难以凝结和硬化。

因此，在这些方法中仅仅靠水泥速凝剂与缓凝剂结合使用，难以做到让混凝土在所需时间内保持流动性然后迅速凝结和硬化。

本发明的目的在于提供一种快速凝固和硬化混凝土的方法，该方法就是在加入速凝剂后，使混凝土流动特性保持几分钟，然后迅速凝结硬化，并产生强度。

本发明人已经发现一种方法，在加入水泥速凝剂后几分钟内，混凝土保持足够的流动性以便能够填充活动模内部，随后迅速凝结，使模子可以在约15分钟内移开。

按照本发明，提供了一种将胶凝组合物（优选混凝土、水泥浆或砂浆）施于一个表面的方法，该方法包括：

1）向胶凝组合物中加入

a）缓凝剂;

b）水泥速凝剂;

c）水泥分散剂;

d）在碱性条件下水解形成分散剂的缓释分散剂，

2）在混凝土可流性时间内，将其施于某表面。

在混凝土施用后，迅速凝结硬化。

按照本发明，进一步提供了一种组合物，该组合物包括：

a）缓凝剂;

b）水泥速凝剂;

c）水泥分散剂;

d）在碱性条件下水解形成分散剂的缓释水泥分散剂。

本发明中优选的组合物包含：

a）0.001-5.0%的缓凝剂，

b）1.0-10%水泥速凝剂，

c）0.01-2%水泥分散剂，

d）0.01-0.2%缓释水泥分散剂。

最好，该组合物还可以包括一种胶凝组分。

按照本发明的混凝土的迅速凝结和硬化方法，可以用浮法，挤压法，气动填筑法，或浇筑法，替代喷浆工艺，衬砌某些结构中的挖掘面，例如隧道，或者用于需要立即拆掉模子的混凝土施工，或者用于浇筑后立即使用的混凝土。